Il s'agissait d' améliorer l'opérabilité d' un systèmed'injectionde chambres de type TAPS (Twin Annular Pre- Swirl) développées par Snecma, conçues pour réduire en vol de croisière les émissions de NOx de 50 à 60 %. Les ingénieurs de recherche de l'Onera avaient un double défi à relever: celui de la stabilité et de la qualité de la combustion à ralenti de part, et celui du réallumage du moteur en altitude de autre part
L' étude de l'impact de gouttes sur des parois permet d' établir des lois de comportement pour les programmes de simulation numérique utilisés pour concevoir les futurs systèmesd'injectiondes moteurs thermiques, notamment aéronautiques et automobiles. L'enjeu majeur est d'améliorer la qualité de la combustion pour réduire les émissions polluantes
Ce montage, composé d' un module d' allumage et de trois systèmesd'injection, est muni de larges accès optiques. Il permet en outre à l'Onera d'étudier en détail les mécanismes de propagation de flamme, dans la perspective de compléter et de valider les outils numériques du code Cedre
Dans le contexte dessystèmesd'injection assistée utilisés en propulsion aéronautique, il existe des situations pour lesquelles le courant gazeux n' est pas assez rapide pour éplucher efficacement le film de carburant. Dans ce cas, un forçage des instabilités de Faraday est envisageable pour produire des gouttes de caractéristiques en taille et en flux favorisant une combustion efficace
Une équipe d' ingénieurs et de chercheurs ont innové en mettant en oeuvre de façon simultanée des diagnostics avancés pour caractériser dans des conditions opérationnelles le fonctionnement d' un systèmed'injection peu polluant. Une équipe d' ingénieurs et de chercheurs du DLR, du CNRS et de l' Onera ont observé, dans cadre de programme européen TLC" Towards Lean Combustion ",le fonctionnement d' un systèmed'injection peu polluant multipoint innovant mis à point par Snecma
Toutefois, pour certains usages, la DGV a des atouts décisifs: mesures ponctuelles à haute cadence, mesure de vitesses de gouttelettes dans un systèmed'injection, haut supersonique à trois composantes. Par ailleurs la DGV est une technique riche d'enseignements et garde un intérêt pédagogique auprès de étudiants
la maîtrise d' une combustion stable à faible émission de NOx: sur sujet, l'ONERA a conçu, testé, validé et breveté, avec Safran dans le projet DGAC Hyperion, un systèmed'injection qui a permis d' obtenir en sortie de moteur des niveaux de NOx extrêmement faibles. Autre challenge: les interactions entre l'hydrogène et les matériaux (fragilisation, impact sur la durée de vie) ou encore la problématique de l'oxydation des aubes de turbine soumises à des gaz riches en vapeur d'eau en sortie de combustion: autant de sujets sur lesquels l'expertise des équipes pluridisciplinaires de l'ONERA est reconnue
Pour aider les industriels dans la conception de meilleurs systèmesd'injection, il était nécessaire d' aller plus loin dans la compréhension des phénomènes mis en jeu. D'où le lancement de ce PFA, dont" l'objectif est à fois d'améliorer la connaissance, mais aussi de développer un modèle de calcul qui puisse un jour servir aux industriels" précise Frédéric Grisch
Simuler également le systèmed'injection demanderait de nouveaux modèles et davantage de moyens de calculs. Une fois les modèles vérifiés, ils sont mis à disposition des autres équipes de l'Onera, ou d'industriels comme Snecma et Turbomeca
Il s'agissait d' améliorer l'opérabilité d' un système d'injection de chambres de type TAPS (Twin Annular Pre- Swirl) développées par Snecma, conçues pour réduire en vol de croisière les émissions de NOx de 50 à 60 %. Les ingénieurs de recherche de l'Onera avaient un double défi à relever: celui de la stabilité et de la qualité de la combustion à ralenti de part, et celui du réallumage du moteur en altitude de autre part
L' étude de l'impact de gouttes sur des parois permet d' établir des lois de comportement pour les programmes de simulation numérique utilisés pour concevoir les futurs systèmes d'injection des moteurs thermiques, notamment aéronautiques et automobiles. L'enjeu majeur est d'améliorer la qualité de la combustion pour réduire les émissions polluantes
Ce montage, composé d' un module d' allumage et de trois systèmes d'injection, est muni de larges accès optiques. Il permet en outre à l'Onera d'étudier en détail les mécanismes de propagation de flamme, dans la perspective de compléter et de valider les outils numériques du code Cedre
Dans le contexte des systèmes d'injection assistée utilisés en propulsion aéronautique, il existe des situations pour lesquelles le courant gazeux n' est pas assez rapide pour éplucher efficacement le film de carburant. Dans ce cas, un forçage des instabilités de Faraday est envisageable pour produire des gouttes de caractéristiques en taille et en flux favorisant une combustion efficace
optimisation des systèmes d'injection. caractérisation des émissions des moteurs
Une équipe d' ingénieurs et de chercheurs ont innové en mettant en oeuvre de façon simultanée des diagnostics avancés pour caractériser dans des conditions opérationnelles le fonctionnement d' un système d'injection peu polluant. Une équipe d' ingénieurs et de chercheurs du DLR, du CNRS et de l' Onera ont observé, dans cadre de programme européen TLC" Towards Lean Combustion ",le fonctionnement d' un système d'injection peu polluant multipoint innovant mis à point par Snecma
Toutefois, pour certains usages, la DGV a des atouts décisifs: mesures ponctuelles à haute cadence, mesure de vitesses de gouttelettes dans un système d'injection, haut supersonique à trois composantes. Par ailleurs la DGV est une technique riche d'enseignements et garde un intérêt pédagogique auprès de étudiants
la maîtrise d' une combustion stable à faible émission de NOx: sur sujet, l'ONERA a conçu, testé, validé et breveté, avec Safran dans le projet DGAC Hyperion, un système d'injection qui a permis d' obtenir en sortie de moteur des niveaux de NOx extrêmement faibles. Autre challenge: les interactions entre l'hydrogène et les matériaux (fragilisation, impact sur la durée de vie) ou encore la problématique de l'oxydation des aubes de turbine soumises à des gaz riches en vapeur d'eau en sortie de combustion: autant de sujets sur lesquels l'expertise des équipes pluridisciplinaires de l'ONERA est reconnue
Pour aider les industriels dans la conception de meilleurs systèmes d'injection, il était nécessaire d' aller plus loin dans la compréhension des phénomènes mis en jeu. D'où le lancement de ce PFA, dont" l'objectif est à fois d'améliorer la connaissance, mais aussi de développer un modèle de calcul qui puisse un jour servir aux industriels" précise Frédéric Grisch
Simuler également le système d'injection demanderait de nouveaux modèles et davantage de moyens de calculs. Une fois les modèles vérifiés, ils sont mis à disposition des autres équipes de l'Onera, ou d'industriels comme Snecma et Turbomeca
